關於光單元複習測試題及答案解析
關於光單元複習測試題及答案解析
本文題目：高三物理下學期三單元試題：光單元複習測試題
高三單元測試35：《光》
(時間：90分鐘 滿分：100分)
一、選擇題
1.如圖所示，a、b、c、d四個圖是不同的單色光形成的雙縫干涉或單縫衍射圖樣.分析各圖樣的特點可以得出的正確結論是 ()
A.a、b是光的干涉圖樣
B.c、d是光的干涉圖樣
C.形成a圖樣的光的波長比形成b圖樣光的波長短
D.形成c圖樣的光的波長比形成d圖樣光的波長短
【答案】A
【詳解】干涉條紋是等距離的條紋，因此，a、b圖是干涉圖樣，c、d圖是衍射圖樣，故A項正確，B項錯誤;由公式x=Ld可知，條紋寬的入射光的波長長，所以a圖樣的光的波長比b圖樣的光的波長長，故C項錯誤;c圖樣的光的波長比d圖樣的光的波長長，故D項錯誤.
2.雙縫干涉實驗裝置如圖所示,雙縫間的距離為d,雙縫到像屏的距離為l,調整實驗裝置使得像屏上可以看到清晰的干涉條紋.關於干涉條紋的情況,下列敘述正確的是( )
A.若將像屏向左平移一小段距離,屏上的干涉條紋將變得不清晰
B.若將像屏向右平移一小段距離,屏上仍有清晰的干涉條紋
C.若將雙縫間距離d減小,像屏上的兩個相鄰明條紋間的距離變小
D.若將雙縫間距離d減小,像屏上的兩個相鄰暗條紋間的距離增大
【答案】選B、D.
【詳解】根據 ,l變化,像屏上仍有清晰的干涉條紋,只是條紋間距發生變化,A錯誤,B正確.d減小時,x變大,C錯誤,D正確.
3.酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上你會看到在一定距離之外，地面顯得格外明亮，彷彿是一片水面，似乎還能看到遠處車、人的倒影.但當你靠近水面時，它也隨你靠近而後退.對此現象正確的解釋是 ()
A.出現的是海市蜃樓，是由於光的折射造成的
B.水面不存在，是由於酷熱難耐，人產生的幻覺
C.太陽輻射到地面，使地表溫度升高，折射率大，發生全反射
D.太陽輻射到地面，使地表溫度升高，折射率小，發生全反射
【答案】D
【詳解】酷熱的夏天地面溫度高，地表附近空氣的密度小，空氣的折射率下小上大，遠處車、人反射的太陽光由光密介質射入光疏介質發生全反射.
4.光在科學技術、生產和生活中有著廣泛的應用,下列說法正確的是( )
A.用透明的標準平面樣板檢查光學平面的平整程度是利用光的偏振現象
B.用三稜鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的衍射現象
C.在光導纖維束內傳送影象是利用光的色散現象
D.光學鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現象
【答案】選D.
【詳解】用透明的標準平面樣板檢查光學平面的平整程度是利用光的薄膜干涉現象,A錯;用三稜鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的色散現象,B錯;在光導纖維束內傳送影象是利用光的全反射現象,C錯;光學鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現象,D正確.
5.下列說法正確的是 ()
A.太陽光透過三稜鏡形成彩色光譜，這是光的干涉的結果
B.用光導纖維傳送影象資訊，這是光的衍射的應用
C.眯著眼睛看發光的燈絲時能觀察到彩色條紋，這是光的偏振現象
D.在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時水面下的景物，可使景像清晰
【答案】D
【詳解】太陽光透過三稜鏡形成彩色光譜，是由於不同色光在介質中折射率不同產生的色散現象，A錯;用光導纖維傳送影象資訊是利用了光的全反射，B錯;眯著眼睛看發光的燈絲時觀察到彩色條紋是光的衍射現象，C錯;在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時水面下的景物，濾去了水面的反射光，使景像清晰，D對.
6如圖所示,P、Q是兩種透明材料製成的兩塊相同的直角梯形稜鏡,疊合在一起組成一個長方體,一束單色光從P的上表面射入,折射光線正好垂直透過兩稜鏡的介面,已知材料的折射率nP
A.光線一定從Q的下表面射出
B.光線若從Q的下表面射出,出射光線與下表面的夾角一定等於
C.光線若從Q的下表面射出,出射光線與下表面的夾角一定大於
D.光線若從Q的下表面射出,出射光線與下表面的夾角一定小於
【解析】選D.由於沒有確定幾何尺寸,所以光線可能射向Q的右側面,也可能射向Q的下表面,A錯誤;當光線射向Q的下表面時,它的入射角與在P中的折射角相等,由於nP
7. 如圖所示，紅色細光束a射到折射率為2的透明球表面，入射角為45，在球的內壁經過一次反射後，從球面射出的光線為b，則入射光線a與出射光線b之間的夾角為 ()
A.30 B.45
C.60 D.75
【答案】A
【詳解】由折射定律有2=sin 45sin ，得折射角=30.畫出光路圖，由幾何關係知，夾角=30，A正確.
8 下列說法正確的是( )
A 甲乙在同一明亮空間，甲從平面鏡中看見乙的眼睛時，乙一定能從鏡中看見甲的眼睛
B 我們能從某位置透過固定的任意透明的介質看見另一側的所有景物
C 可見光的傳播速度總是大於電磁波的傳播速度
D 在介質中光總是沿直線傳播
【答案】選A.
【詳解】根據反射定律和光路可逆知A正確;由於透明介質的形狀、厚薄未定，根據折射定律可知B錯;光也是一種電磁波，在真空中二者的速度一樣，C錯;由折射定律可知，在非均勻介質中，光可以不沿延直線傳播.
9 如題20圖所示，空氣中有一折射率為 的玻璃柱體，其橫截而是圓心角為90o,、半徑為R的扇形OAB、一束平行光平行於橫截面，以45o入射角射到OA上，OB不透光，若考慮首次入射到圓弧 上的光，則 上有光透出的部分的弧長為( )
A. 1/6 R B. 1/4 R C. 1/3 R D. 5/12 R
【答案】B
【解析】根據折射定律， 可得光進入玻璃後光線與豎直方向的夾角為30。過O的光線垂直入射到AB介面上點C射出，C到B之間沒有光線射出;越接近A的光線入射到AB介面上時的入射角越大，發生全反射的可能性越大，根據臨界角公式 得臨界角為45，如果AB介面上的臨界點為D，此光線在AO介面上點E入射，在三角形ODE中可求得OD與水平方向的夾角為180-(120+45)=15，所以A到D之間沒有光線射出。
由此可得沒有光線射出的圓弧對應圓心角為90-(30+15)=45，為1/4 R。
10 某人手持邊長為6cm的正方形平面鏡測量身後一棵樹的高度。測量時保持鏡面與地面垂直，鏡子與眼睛的距離為0.4m。在某位置時，他在鏡中恰好能夠看到整棵樹的像;然後他向前走了6.0 m，發現用這個鏡子長度的5/6就能看到整棵樹的像，這棵樹的高度約為( )
A.5.5m B.5.0m C.4.5m D.4.0m
【答案】B
【解析】如圖是恰好看到樹時的反射光路，由圖中的三角形可得
，即 。人離樹越遠，視野越大，看到樹所需鏡面越小，同理有 ，以上兩式解得L=29.6m，H=4.5m。
二、非選擇題
11.光熱轉換是將太陽光能轉換成其他物質內能的過程，太陽能熱水器就是一種光熱轉換裝置，它的主要轉換器件是真空玻璃管，這些玻璃管將太陽光能轉換成水的內能.真空玻璃管上採用鍍膜技術增加透射光，使盡可能多的太陽光能轉化為_________，這種鍍膜技術的物理學依據是________.
【答案】內能 光的干涉
【詳解】太陽能熱水器是把太陽光能轉化為內能的`裝置，玻璃管上採用鍍膜技術增加透射光，此鍍膜為增透膜，是利用了光的干涉原理.
12.如圖所示,在雙縫干涉實驗中,已知SS1=SS2,且S1、S2到光屏上P點的路程差s=1.510-6 m.
(1)當S為=0.6 m的單色光源時,在P點處將形成_____條紋.
(2)當S為=0.5 m的單色光源時,在P點處將形成 _____ 條紋.(均選填明或暗)
【答案】(1)暗 (2)明
【詳解】 (1)由題意，當=0.6 m時，s=2+ ,為半波長的奇數倍,故P點為暗條紋.
(2)當=0.5 m時,s=3,為波長的整數倍,故這時P點將形成明條紋.
13.登山運動員在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射，否則將會嚴重地損傷視力.有人想利用薄膜干涉的原理設計一種能大大減小紫外線對眼睛傷害的眼鏡.他選用的薄膜材料的折射率為n=1.5,所要消除的紫外線的頻率為=8.11014 Hz,
(1)他設計的這種增反膜所依據的原理是_________.
(2)這種增反膜的厚度是多少?
(3)請判斷以下有關薄膜干涉的說法正確的是( )
A.薄膜干涉說明光具有波動性
B.如果薄膜的厚度不同，產生的干涉條紋一定不平行
C.干涉條紋一定是彩色的
D.利用薄膜干涉也可以增透
【答案】(1)兩反射光疊加後加強 (2)1.2310-7 m
(3)A、D
【詳解】(1)為了減少進入眼睛的紫外線，應使入射光分別從該膜的前後兩個表面反射後形成的反射光疊加後加強，從而使透射的紫外線減弱.
(2)光程差(大小等於薄膜厚度d的2倍)應等於光在薄膜中的波長的整數倍，即2d=N(N=1,2,),因此，膜的厚度至少是紫外線在膜中波長的 .紫外線在真空中的波長是=c/=3.710-7 m.在膜中的波長是=/n=2.4710-7 m,故膜的厚度至少是1.2310-7 m.
(3)干涉和衍射都證明光具有波動性，如果薄膜厚度均勻變化，則干涉條紋一定平行，白光的干涉條紋為彩色條紋，單色光的干涉條紋則為該色光顏色，當膜的厚度為四分之一波長時，兩反射光疊加後減弱則會增透.
14 一束光波以45的入射角，從AB面射入如圖所示的透明三稜鏡中，稜鏡折射率n=2.試求光進入AB面的折射角，並在圖上畫出該光束在稜鏡中的光路.
【答案】C=45 光路圖如下
【詳解】sin r=sin in=222=12，r=30
由sin C=1n=22，得C=45.
光在AC面發生全反射，並垂直BC面射出.
15.如圖表示某雙縫干涉的實驗裝置，當用波長為0.4m的紫光做實驗時，由於像屏大小有限，屏上除中央亮條紋外，兩側只看到各有3條亮條紋，若換用波長為0.6m的橙光做實驗，那麼該像屏上除中央條紋外，兩側各有幾條亮條紋?
【答案】2
【詳解】設用波長為0.4 m的光入射，條紋寬度為x1，則x1=ld1，屏上兩側各有3條亮紋，則屏上第三條亮紋到中心距離為3x1.
用0.6m光入射，設條紋寬度為x2，則x2=ld2，設此時屏上有x條亮紋，則有xx2=3x1
x=ld2=3ld1
代入資料解之得x=2，兩側各有2條亮紋.